Портал по тригенерации, когенерации и мини-ТЭЦ

Новые возможности Калужской ТЭЦ

И.А. Меркулов, директор филиала ОАО «Квадра»
- «Калужская региональная генерация», г. Калуга

На Калужской ТЭЦ 16 мая 2011 г. состоялась торжественная церемония по случаю завершения строительства новой газотурбинной установки (ГТУ) мощностью 30 МВт.

Историческая справка

Калужская ТЭЦ была введена в эксплуатацию в ноябре 1948 г. Долгое время монопотребителем станции являлся ОАО «Аромасинтез», доля которого в общем объеме отпуска теплоэнергии Калужской ТЭЦ превышала 70%. До реконструкции 2001 г. основное генерирующее оборудование станции включало в себя: два паровых котла (один котел американской фирмы «Комбашн» производства 1940-х гг., а второй отечественный БКЗ-75-39) и одну паровую турбину Р-6-35/56 (с противодавлением: выработка электро- и теп- лоэнергии в ней жестко взаимосвязаны), выбор на которую пал в свое время ввиду наличия крупного промышленного потребителя. После реконструкции и капитального ремонта Калужской ТЭЦ в 2001 г установленная мощность станции была увеличена с 6 до 12 МВт за счет монтажа второй паровой турбины П-6-34/5 (конденсационная турбина с регулируемыми отборами пара). В качестве топлива на ТЭЦ используется природный газ.

Особенности энергоснабжения от Калужской ТЭЦ

Таблица. Структура потребителей тепловой энергии, вырабатываемой на Калужской ТЭЦ (данные 2010 г.).

Для справки: ОАО «Квадра» работает в 11 областях Центрального ФО: Белгородской, Брянской, Воронежской, Калужской, Курской, Липецкой, Орловской, Рязанской, Смоленской, Тамбовской, Тульской. В состав ОАО «Квадра» входят 24 электростанции, 371 котельная, тепловые сети общей протяженностью 4651,9 км. Общая установленная электрическая мощность компании - 3402,8 МВт, тепловая - 15756 Гкал/ч.

С начала 1990-х гг., как и в большинстве городов России, стало происходить перераспределение тепловой нагрузки по типу: если раньше основными потребителями Калужской ТЭЦ являлись промышленные предприятия, сегодня - это население. В таблице представлена текущая структура потребителей теплоэнергии Калужской ТЭЦ. Как можно видеть из данных таблицы, сегодня население потребляет около 64% всего полезного отпуска тепла. В настоящий момент Калужская ТЭЦ осуществляет теплоснабжение пос. Силикатный и Середа, в которых проживает 22 тыс. чел. Промышленные потребители Калужской ТЭЦ тепловую энергию на технологические нужды сегодня не берут: весь пар, поступающий на промпредприятия, используется ими на нужды отопления (с предварительной его конденсацией в собственных бойлерных), т.е. в межотопительный период эта тепловая нагрузка резко падает.

Тепловая мощность станции составляет 70 Гкал/ч, протяженность магистральных тепловых сетей, находящихся на балансе Калужской региональной генерации, - 10,4 км в однотрубном исчислении. Система теплоснабжения закрытая.

Энергоисточники г. Калуги только на 5% обеспечивают выработку электроэнергии на нужды города, а 95% электрической энергии город получает из объединенной системы, имея связи по ВЛ-110-220 кВ с ОАО «Мосэнерго» и тремя филиалами ОАО «Квадра», среди которых: Тульская региональная генерация, Брянская региональная генерация и Смоленская региональная генерация. Экономическое развитие региона, потребности в дополнительных мощностях, а также развитие рынка электроэнергии и мощности потребовали модернизации станции на базе новых и современных технологий. Поэтому руководством энергокомпании было принято решение о строительстве на Калужской ТЭЦ газотурбинной установки (ГТУ) мощностью 30 МВт. Строительство современной ГТУ на территории станции было начато 17 октября 2007 г. 16 мая состоялась торжественная церемония по случаю завершения строительства и тестовый пуск новой газотурбинной установки. Включение ГТУ в систему запланировано на июнь текущего года.

О проекте строительства газотурбинной установки

Строительство ГТУ-30 МВт на Калужской ТЭЦ является частью масштабной инвестиционной программы ОАО «Квадра», реализуемой в рамках договоров присоединения мощности. В рамках инвестиционной программы ОАО «Квадра» до 2015 г. планирует построить объекты генерации общей установленной мощностью 1092 МВт.

В ходе строительства нового энергоблока на Калужской ТЭЦ (в соответствии с проектом) был возведен новый комплекс (рис. 1), состоящий непосредственно из газотурбинной установки производства General Electric (США), парового котла-утилизатора производства ООО «НПО «Барнаульский завод котельного оборудования» и дожимной компрессорной станции. Стоимость проекта составила 1,7 млрд руб. При выборе газовой турбины учитывали опыт эксплуатации аналогичного генерирующего оборудования на других станциях, в частности на Белгородской ГТУ-ТЭЦ «Луч», работающей с 2005 г Немаловажным фактором явилось то, что фирма-производитель газовых турбин на время капитального ремонта своей продукции предоставляет аналогичный газотурбинный агрегат, что исключает возможные простои в работе всей станции.

Стоит отметить, что нами было реализовано интересное и энергоэффективное решение включения нового газотурбинного энергоблока в существующую схему генерации энергии на Калужской ТЭЦ с учетом уже действующего оборудования. Принципиальная схема этого решения представлена на рис. 2, особенностью которого является получение пара в котле-утилизаторе (за счет охлаждения выхлопных газов газовой турбины) с его последующей подачей на действующие две паровые турбины типа Р и П. То есть с вводом в эксплуатацию газотурбинной установки фактически получили парогазовую ТЭЦ. Коэффициент использования топлива (КИТ) станции составит около 86%.

Газовые турбины производства фирмы General Electric являются современной разработкой и отвечают последним мировым достижениям в этой области. Концентрация окислов азота и углерода в отработанных газах имеет крайне низкие значения (на уровне наилучших мировых стандартов). Эти величины отвечают требованиям действующего ГОСТ 29328-92: содержание оксидов азота в отработанных газах ГТУ не более 51 мг/нм3.

Реконструкция Калужской ТЭЦ позволит значительно сократить выбросы вредных веществ в атмосферу. После ввода современной ГТУ на Калужской ТЭЦ концентрация выбросов окислов азота снизится с 255 до 55 мг/нм3.

Газотурбинная установка полностью автоматизирована, управление ГТУ производится из диспетчерской станции (рис. 3).

Ввод в эксплуатацию современного газотурбинного оборудования на Калужской ТЭЦ позволит увеличить установленную электрическую мощность станции с 12 до 42 МВт, выработка электроэнергии на Калужской ТЭЦ, по оценкам, увеличится в 6,5 раза (будет дополнительно вырабатываться до 2 млн кВт.ч электроэнергии в год). Это сократит дефицит электроэнергии в Калужской области и тем самым повысит надежность работы регионального энергоузла. Что касается выработки тепловой энергии, то существующие два котла теперь будут работать в пиково-резервном режиме, а большая часть тепловой нагрузки в течение года будет покрываться за счет пара, вырабатываемого в котле-утилизаторе (максимальная производительность - 40 т/ч).

Пуск ГТУ позволяет улучшить технико-экономические показатели работы станции, повысить надежность энергоснабжения потребителей, а также обеспечить конкурентоспособность ТЭЦ на рынке электроэнергии и мощности.

После ввода ГТУ удельные расходы топлива снизятся:

■ на отпуск электроэнергии - с 632,3 до 265 г/кВт.ч;

■ на отпуск тепловой энергии - с 215,5 до 175 кг/Гкал.

В 2010 г. обучение и переподготовку для работы на ГТУ прошли 18 сотрудников Калужской ТЭЦ, в 2011 г. планируется обучить еще 10 чел.

В заключение стоит отметить, что проектом реконструкции Калужской ТЭЦ предусматривалось не только строительство ГТУ-30 МВт, но и дополнительная загрузка станции по тепловой мощности за счет переключения тепловых нагрузок, в частности, в районе ул. Чичерина, Социалистическая и Телевизионная (г. Калуга) с закрытием низкоэффективных котельных.

До района ул. Чичерина, Социалистическая и Телевизионная на данный момент теплотрасса практически «дотянута», общая протяженность которой 3 км в двухтрубном исчислении, диаметром 300 мм, бесканальная прокладка. В этом случае нами было принято решение об использовании труб в пенополимерминеральной (ППМ) изоляции с системой оперативного дистанционного контроля. С завершением работ по строительству теплосети, в районе планируется закрыть четыре низкоэффективные котельные.

В 2007 г. для «переброса» тепловой нагрузки с трех котельных (две ведомственные и одна муниципальная) в Силикатном районе на Калужскую ТЭЦ от станции до района была проложена теплосеть протяженностью 3,5 км в двухтрубном исчислении наружной прокладки из труб в пенополиуретановой (ППУ) изоляции диаметром 325 мм с антивандальным покрытием. Правда, за время эксплуатации данного трубопровода возникла проблема многочисленных поджогов теплоизоляции со стороны жителей. Сегодня Силикатный район полностью получает тепловую энергию от Калужской ТЭЦ.